Nghiên cứu gần đây đã sử dụng cơ sở dữ liệu của hơn 2.900 loài lan để làm nổi bật các chiến lược thụ phấn đa dạng và chuyên biệt của chúng, bao gồm cả việc phụ thuộc nhiều vào sự lừa dối. Mặc dù hoa lan đã có những đóng góp to lớn trong việc tìm hiểu sự thích nghi của hoa nhưng vẫn còn nhiều điều cần khám phá, đặc biệt là về các loài lan từ những vùng ít được biết đến.

Một nghiên cứu gần đây được công bố trên Tạp chí Thực vật của Hiệp hội Linnean đã sử dụng cơ sở dữ liệu để làm nổi bật sự đa dạng đáng ngạc nhiên của các chiến lược thụ phấn chuyên biệt mà hoa lan sở hữu, khác nhau trên khắp thế giới.

Một cơ sở dữ liệu được công bố gần đây về hơn 2.900 loài phong lan trình bày chi tiết về đặc điểm nhận dạng loài thụ phấn của chúng và cách chúng thu hút loài thụ phấn. Điều quan trọng là cơ sở dữ liệu tiết lộ các mô hình sinh học sinh sản ở các môi trường sống, vị trí địa lý và phân loại.

Tiến sĩ Phillips cho biết: "Từ những dữ liệu này, chúng tôi đã xác định được các mô hình chung và lỗ hổng kiến ​​thức đang hạn chế sự hiểu biết của chúng tôi về sinh học lan trên quy mô toàn cầu."

TAG PH59 Charles Darwin đã sử dụng hoa lan để nghiên cứu quá trình tiến hóa. Ông tin rằng những bông hoa mỏng manh của hoa lan là một sự thích nghi có thể làm tăng khả năng truyền phấn giữa các cây, từ đó cải thiện khả năng thích nghi của các thế hệ tương lai.

Tiến sĩ Phillips cho biết: "Hoa lan đã đi đầu trong việc tìm hiểu sự thích nghi của hoa với các loài thụ phấn vì đặc điểm hoa khác thường của chúng và các chiến lược thu hút thụ phấn thường độc đáo."

Trên thực tế, Darwin đã dự đoán rằng loài lan Madagascar Angraecumsesquipedale (có gai mật hoa dài tới 40 cm) sẽ được thụ phấn bởi một con sâu bướm vòi có chiều dài tương đương và đặc biệt.

Một bài nghiên cứu do Tiến sĩ James Ackerman thuộc Đại học Puerto Rico dẫn đầu đã sử dụng cơ sở dữ liệu mới để phát hiện ra rằng hơn 75% các loài lan dựa vào các loài thụ phấn để sinh sản. Điều thú vị là, gần một nửa số hoa lan được nghiên cứu không tặng thưởng cho động vật đến thăm - thay vào đó, chúng sử dụng sự lừa dối để thu hút các loài thụ phấn.

Giống như nhiều loài lan, Caladenia barbarossa chỉ được thụ phấn bởi một loài côn trùng. Ở đây, quá trình thụ phấn diễn ra thông qua ong bắp cày đực, chúng thu hút hoa bằng cách bắt chước pheromone giới tính của ong bắp cày. Trong bức ảnh này, một con ong đực đang nhặt và gửi phấn hoa trong khi cố gắng giao phối với một bông hoa. Nguồn hình ảnh: Tiến sĩ Ryan Phillips, Đại học La Trobe

Cho dù chúng sống trong rừng nhiệt đới ở Costa Rica hay đồng cỏ trên núi ở Nam Phi, hoa lan có xu hướng chuyên về một loài thụ phấn chính, nhưng xu hướng này thậm chí còn rõ ràng hơn đối với những loài sử dụng sự lừa dối.

Tiến sĩ Nushka Wright, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: "Chỉ tập trung vào một loài thụ phấn khiến nhiều loài lan đặc biệt dễ bị tổn thương trước các mối đe dọa do con người gây ra, bao gồm cả biến đổi khí hậu. Khi các loài thụ phấn biến mất, chúng ta cũng sẽ mất đi những loài lan phụ thuộc vào loài thụ phấn này."

Chiến lược thụ phấn do hoa lan phát triển nghe giống như một bộ phim kinh dị tội phạm - trên thực tế, Úc là trung tâm của thế giới về thụ phấn thông qua mô phỏng giới tính, với một loạt các nhóm côn trùng khác nhau từ ong bắp cày, ong mật cho đến muỗi mắt đều bị lừa bởi mưu mẹo phức tạp này.

Ở Nam Phi, hoa lan bắt chước xác thối; ở Reunion, hoa lan bắt chước trái cây rừng nhiệt đới; và ở Brazil, hoa lan bắt chước mùi của rệp - tất cả đều nhằm đánh lừa các loài thụ phấn. Lãng mạn hơn, ở vùng nhiệt đới Mỹ, hơn 100 loài hoa lan mang lại hương thơm cho một số loài ong, chúng thu thập chúng và đặt chúng trong những bó hoa tán tỉnh.

Ở Úc, thậm chí còn có một loài lan lừa đảo tình dục được gọi là "Cladenia barbarella" - tiếng Latin có nghĩa là "ria mép" (ám chỉ loài hoa) và cũng ám chỉ đến nhân vật truyện tranh cùng tên, người khét tiếng về bóc lột tình dục.

Tiến sĩ Phillips cho biết một phát hiện đáng ngạc nhiên trong cơ sở dữ liệu là "một dấu hiệu đặc trưng của họ lan là tỷ lệ lớn các loài sử dụng sự lừa dối để thu hút các loài thụ phấn bằng cách tận dụng khả năng cảm giác của loài thụ phấn thông qua kích thích hóa học, thị giác hoặc xúc giác, thường là kết hợp."

Hoa lan thể hiện hai hình thức lừa dối chính. Đầu tiên là giả mạo thực phẩm, trong đó một cây lan trông hoặc có mùi giống một loại thực phẩm nào đó để thu hút các loài thụ phấn. Hình thức thụ phấn lừa đảo thứ hai là lừa dối tình dục, trong đó những con đực thụ phấn bị thu hút bởi những bông hoa cung cấp tín hiệu thị giác, xúc giác và/hoặc khứu giác từ côn trùng cái.

Tiến sĩ Phillips cho biết: "Tín hiệu của bông hoa có thể thuyết phục đến mức côn trùng cố gắng giao phối với nó. Tôi thậm chí còn thấy ong bắp cày bay qua cửa sổ ô tô ở đèn giao thông và bắt đầu liếm ghế trước. Các mẫu hoa lan ở trên làm những điều không thể diễn tả được."

Chiến lược này không hề hiếm gặp và hiện được 20 chi lan xung quanh sử dụng thế giới, trong đó có hơn 100 loài lan.

Loại lừa dối thứ ba cho đến nay được gọi là "lừa dối đẻ trứng", thường bắt chước thức ăn của ấu trùng, chẳng hạn như nấm, phân và xác thối, để thu hút ruồi cái đang tìm thức ăn đẻ trứng.

Về mặt nghiên cứu khoa học, mức độ đa dạng của loài lan ở Châu Úc và Châu Phi lần lượt là 15% và 20%, trong khi mức độ đa dạng của loài lan ở Châu Á ôn đới, Châu Á nhiệt đới và Nam Mỹ thấp hơn nhiều.

Khoảng 76% loài lan phụ thuộc hoàn toàn vào các loài thụ phấn để sinh sản. Các hệ thống thụ phấn có tính chuyên môn hóa cao là phổ biến, với khoảng 55% số loài lan được nghiên cứu chỉ có một loài thụ phấn được biết đến.

54% loài lan mang lại phần thưởng cho các loài thụ phấn, với khoảng một nửa (51%) tạo ra mật hoa. Hoa lan được thụ phấn nhờ côn trùng thu thập mùi hương chiếm 24% số loài được trao giải, trong khi hoa lan tạo ra dầu hoa chiếm khoảng 15%. 10% còn lại là những loài cung cấp trichomes (thức ăn trichomes, phấn hoa giả), nhựa, phấn hoa hoặc nơi ngủ.

46% loài trong cơ sở dữ liệu có hành vi lừa dối được ghi lại, bao gồm lừa dối về thức ăn, lừa dối về địa điểm sinh sản và lừa dối về tình dục. Lừa dối thực phẩm là phương pháp lừa dối phổ biến nhất, chiếm 60% số loài lừa dối. Lừa dối tình dục chiếm 38% số hồ sơ thụ phấn lừa đảo và xảy ra ở 20 chi lan.

Ong bắp cày và ong là những loài thụ phấn phổ biến nhất, tiếp theo là ruồi và muỗi.

Các tác giả cảnh báo rằng vẫn còn nhiều việc phải làm trong việc thu thập dữ liệu. Tiến sĩ Phillips cho biết: "Mặc dù có hơn 2.900 loài, nhưng cơ sở dữ liệu của chúng tôi chỉ bao gồm chưa đến 10% họ lan. Mặc dù các khu vực nhiệt đới ở Châu Phi, Nam Mỹ và Châu Á là trung tâm của sự đa dạng về hoa lan, chúng vẫn chưa được trình bày đầy đủ trong các nghiên cứu về thụ phấn của hoa lan, đặc biệt là ở các loài lan biểu sinh".

" Nghiên cứu về sự thụ phấn của hoa lan mang đến những cơ hội to lớn để khám phá các chiến lược thụ phấn mới và hiểu được sự thích nghi của thực vật có hoa để thu hút các loài thụ phấn. Vùng nhiệt đới đại diện cho lãnh thổ lớn nhất chưa được khám phá trong sinh học lan và nhiều loài nổi tiếng nhất.

.